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Data scientific structure search for ternary hydride high-temperature superconductors

三元氢化物高温超导体的数据科学结构搜索

基本信息

批准号：
22KJ1481
负责人：
SONG PENG
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Japan Advanced Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

高いフォノン振動数は、超伝導転移温度の向上に有利である。フォノン振動数はイオン質量の逆数にスケールするので、究極的軽元素たる水素が有利となる。この見立てを背景に、高圧印加で金属化させた圧力誘起の水素化物超伝導体が模索されている。先行研究では、元素種の組合せに関する場合の数が少なく探索範囲の狭い二元化合物にのみ展開されてきた。三元化合物にまで探索を拡げれば、高い転移温度を手にするチャンスは更に増し、実際、そうした物質も発見的に二、三見つかってはいるが、戦略的探索を画策すれば、場合の数は膨大で尻込みを招き、殆ど手がつけられていない。そこで本研究では、機械学習を駆使して、二元探索の範囲を超え、三元水素化物超伝導体でより高い転移温度を実現する超伝導体を見つけ出す試みを展開している。自身の結晶化学的な素養を活かし、固溶の熱力学的安定性、格子の動的安定性の両面が担保された新たな超伝導体を探索している。組成の候補を絞り込めば、それぞれの組成に対して遺伝的アルゴリズムによる結晶構造候補を生成し、圧力依存のエンタルピー値を評価して、比較することで、熱力学的に安定な結晶構造を決定することが可能である。ネックとなる組成候補の絞り込みに対して、三元相図上での安定相出現パターンについて一定の知見を見出しつつあり、これに基づいて物質探索を進めている。研究開始時までに［La／Y系］、［Y／Mg系］の三元水素化物超伝導体の発見に至っていたが、当該研究期間中には更に物質探索を進め、［Mg／Sc系］、［Y／Ce系］、［La／Ce系］について新規の超伝導体を発見した。3種の元素を組み合わせた超伝導体予測は、組み合わせが大量で難しい問題であるが、世界中で精力的に超伝導体探索の競争が繰り広げられる中、データ科学の手法をスパコンシミュレーションと組み合わせて次々と新しい組み合わせの発見が続く快挙となっている。

It is advantageous to have a high vibration number and a super-conducting temperature shift upward. The vibration number of Fukuno is the inverse number of mass, and the ultimate dragon element is the element of water.この见立てを Backgroundに、High-voltage IncaでMetalizationさせた Pressure-induced hydratide superconductorが MODULOSされている. First study the combination of elements, the combination of elements, the number of cases, the number of cases, and the exploration of the range of binary compounds. Ternary compound にまでExplore を拡げれば, 高い転热を手にするチャンスは上に嗗, 実记, そうした Material も発见に二.そこでThis researchでは, Mechanical learning を駆 make して, Binary exploration の法囲を超え, ternary hydration matter super The conductor is high and the temperature is high. The temperature of the superconductor is high. The conductor is super conductor. The quality of its own crystallization chemistry, the stability of the thermodynamics of the solid solution, and the stability of the lattice movement are guaranteed by the exploration of the new superconductor. Candidates for the composition of を twisting り込めば, それぞれのに対して缝's アルゴリズムによるCrystal structure candidate をGeneration し, pressure dependence It is possible to determine the stability of the crystal structure of thermodynamics and the stability of the deposit.ネックとなる constitutes the candidate のtwisting り込みに対して, and the ternary phase 図上での stabilized phase appears パターンについて必の知见を见出しつつあり, これにbased づいて material exploration を入めている. At the beginning of the research, the ternary hydride superconductors of [La/Y system] and [Y/Mg system] were used.はに Exploration of Materials を Advance め, [Mg/Sc system], [Y/Ce system], [La/Ce system] and new rules for superconductors are available. The prediction of superconductors by combining three kinds of elements, the difficult problem of combining a large number of elements, and the competition to explore superconductors with great energy in the world.げられる中、データSCIENCEのtechniqueをスパコンシミュレーションとgroupみ合わせて时々と新しい组み合わせの発见が続く快挙となっている.

项目成果

期刊论文数量（12）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

High-pressure behavior of tetragonal barium carbodiimide, BaNCN

四方碳二亚胺钡BaNCN的高压行为

DOI：
10.1016/j.jallcom.2022.165632
发表时间：
2022
期刊：
Journal of Alloys and Compounds
影响因子：
6.2
作者：
Masubuchi Yuji;Miyazaki Suzuka;Song Peng;Yamamoto Takafumi;Nakano Kosuke;Hongo Kenta;Maezono Ryo
通讯作者：
Maezono Ryo

First-principles calculations of pressure dependence of superconductivity in Lanthanum-Thorium hydride

氢化镧钍超导性压力依赖性的第一性原理计算